一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，属于演示用具领域，其包括：控制模块、显示模块、三维建模模块、数据采集模块、数据孪生模块、威胁提取模块和威胁计算模块，所述数据采集模块用于采集施工过程中的工作管道、路基、施工位置和施工工作区域的数据，且将数据代入路基威胁值计算策略和管道威胁值计算策略在计算路基威胁值和管道威胁值，采集管道正上方路基和管道内部数据，在构建的地下工程三维建设模型上实时显示，以对地震导致的路基和管道的危害进行直观展示，有效提高了展示的准确性和直观性，对地震导致的各个区域的路基威胁进行直观反应，有利于对威胁进行有序处理。序处理。序处理。

【技术实现步骤摘要】
一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统


[0001]本专利技术属于演示用具领域，具体的说是一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统。

技术介绍

[0002]在发生地震等自然灾害时，地下工程管道和对应的地上路基设施可能会发生损伤情况，在地震等自然灾害的前提下，损伤可能是多点的，现有技术只能使用数据采集设备对损伤数据进行采集，无法对这些损伤的严重程度进行有效计算排序，这样在对损伤进行修复时，导致维修的无序。
[0003]如授权公告号为CN112396996B的中国专利公开了一种用于沙盘演示的多功能控制系统，包括采集终端、投影终端和服务器，服务器用于调用预设的会馆模型发送给投影终端，投影终端用于接收会馆模型进行投影获得全局光影沙盘，采集终端用于采集用户信息，将用户信息上传服务器，服务器用于判断用户信息中是否出现多模式唤醒信息，当出现多模式唤醒信息时，生成多模式信号；服务器还用于生成多模式信号后，判断用户信息中是否出现操作信息，根据操作信息生成操作指令，根据操作指令调节全局光影沙盘的展示角度和/或展示比例。采用本方案能够智能化根据参观者的关注行为自动调节沙盘的控制方式。
[0004]如申请公布号为CN106920455A的中国专利公开了一种智能沙盘演示系统和演示方法。所述系统包括沙盘基座、传感设备、展示设备以及控制单元。沙盘基座用于放置所述传感设备，并作为所述展示设备的展示载体。传感设备包括传感模块和第一无线通信模块，用于监控所述传感模块的状态信息，并通过无线连接通路向所述控制单元传送所述状态信息。控制单元用于根据智能演示项目信息和所述状态信息中的至少一种信息，确定相应的展示信息，并向所述展示设备发送所述展示信息。展示设备用于解析收到的所述展示信息并执行相应的展示行为。该专利技术提供的智能沙盘演示系统摆脱复杂的布线，无需物理数据接口，操作简单，交互体验直观，为交互沙盘提供了极大的扩展空间，可满足多样的演示需求。
[0005]以上专利均存在本
技术介绍
提出的问题：在发生地震等自然灾害时，地下工程管道和对应的地上路基设施可能会发生损伤情况，在地震等自然灾害的前提下，损伤可能是多点的，现有技术只能使用数据采集设备对损伤数据进行采集，无法对这些损伤的严重程度进行有效计算排序，这样在对损伤进行修复时，导致维修的无序，为了解决这些问题，本申请设计了一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，能够有效解决
技术介绍
中的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其包括：控制模块、显示模块、三
维建模模块、数据采集模块、数据孪生模块、威胁提取模块和威胁计算模块，所述数据采集模块用于采集施工过程中的工作管道、路基、施工位置和施工工作区域的数据，且将数据代入路基威胁值计算策略和管道威胁值计算策略来计算路基威胁值和管道威胁值，所述数据孪生模块用于将采集的数据导入数字孪生构建软件中构建数字孪生模型，所述威胁提取模块用于提取路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据，所述三维建模模块用于通过采集的数据在三维沙盘上构建三维建设模型，所述显示模块用于显示在三维沙盘上构建的三维建设模型，所述威胁计算模块用于将威胁数据代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
[0008]具体的，所述数据采集模块包括工作管道采集单元、路基采集单元、施工位置采集单元和施工工作区域采集单元，所述工作管道采集单元用于采集工作管道的压力、长度、深度、内部人员和渗水数据，所述路基采集单元用于采集路基沉降和裂缝数据，所述施工位置采集单元用于采集施工位置的位置数据，所述施工工作区域采集单元用于采集施工工作区域的内部环境数据，内部环境数据包括温度数据、湿度数据和内部气压数据。
[0009]具体的，所述工作管道采集单元包括管道压力采集子单元、管道长度采集子单元、管道深度采集子单元、管道人员采集子单元和管道渗水采集子单元，所述管道压力采集子单元用于采集管道均匀设置在管壁外侧的压力传感器数据，其中为第i个压力传感器的管道压力值，为压力采集值的总数，所述管道长度采集子单元用于采集管道的长度数据H，所述管道深度采集子单元用于采集管道的埋藏深度数据S，所述管道人员采集子单元用于采集管道内部人员数量和人员性质数据，所述人员性质包括维护人员、管理人员和设备操作人员，维护人员数量设为，管理人员和设备操作人员数量总和设为，所述管道渗水采集子单元用于采集管道的渗水量，其中，为第i个压力传感器的位置的渗水量。
[0010]具体的，所述路基采集单元包括路基沉降采集子单元和路基裂缝采集子单元，所述路基沉降采集子单元用于采集管道截面上方路基沉降数据，所述路基裂缝采集子单元用于采集管道截面上方路基裂缝数据。
[0011]具体的，所述威胁提取模块包括威胁数据确定单元、数据提取单元和数据对比单元，所述数据对比单元用于将路基威胁值与路基威胁阈值对比，且将管道威胁值与管道威胁阈值进行对比，所述数据提取单元用于将大于路基威胁阈值的路基威胁值和大于管道威胁阈值的管道威胁值提取，所述威胁数据确定单元用于将数据提取单元提取的数据设为威胁数据。
[0012]一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，包括以下具体步骤：S1、采集地震后的管道和路基数据，并进行区域划分；S2、将采集的路基数据代入路基威胁值计算策略中进行路基威胁值计算；S3、将采集的管道数据代入管道威胁值计算策略中进行管道威胁值计算；S4、将管道威胁值和路基威胁值代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
[0013]具体的，所述路基威胁值计算策略包括以下具体步骤：S21、将路基长度按照压力传感器位置进行均匀划分，划分为个区域，提取每个
区域的路基平整度，在每个区域上设置n个路基高度监测点，区域路基平整度计算公式为：，其中为第i个路基高度监测点的监测高度，为设定的基准高度；S22、提取每个区域路基裂缝长度、最大宽度和数量，计算每个区域的路基裂缝损失值，路基裂缝损失值的计算公式为：，其中为设定的基准长度，为设定的基准宽度，其中为第i个区域地基裂缝长度，为第i个区域地基裂缝最大宽度；具体的，所述路基威胁值计算策略还包括：S23、将各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，路基威胁值的计算公式为：。
[0014]具体的，所述管道威胁值计算策略包括以下具体步骤：S31、提取压力传感器的压力数据、管道的渗水量数据导入管道外因威胁值计算公式中计算管道外因威胁值，第i个压力传感器位置管道外因威胁值计算公式为：，其中，为第i个压力传感器的压力数据，为第i个压力传感器对应位置的管道的渗水量，为管道外表面承受压力范围中最接近的值，为渗水量安全范围中最接近的值；S32、提取管道内部温度数据、湿度数据和内部气压数据，其中为第i个压力传感器对应位置的管道的内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，其包括：控制模块、显示模块、三维建模模块、数据采集模块、数据孪生模块、威胁提取模块和威胁计算模块，所述数据采集模块用于采集施工过程中的工作管道、路基、施工位置和施工工作区域的数据，且将数据代入路基威胁值计算策略和管道威胁值计算策略来计算路基威胁值和管道威胁值，所述数据孪生模块用于将采集的数据导入数字孪生构建软件中构建数字孪生模型，所述威胁提取模块用于提取路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据，所述三维建模模块用于通过采集的数据在三维沙盘上构建三维建设模型，所述显示模块用于显示在三维沙盘上构建的三维建设模型，所述威胁计算模块用于将威胁数据代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。2.如权利要求1所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，所述数据采集模块包括工作管道采集单元、路基采集单元、施工位置采集单元和施工工作区域采集单元，所述工作管道采集单元用于采集工作管道的压力、长度、深度、内部人员和渗水数据，所述路基采集单元用于采集路基沉降和裂缝数据，所述施工位置采集单元用于采集施工位置的位置数据，所述施工工作区域采集单元用于采集施工工作区域的内部环境数据，内部环境数据包括温度数据、湿度数据和内部气压数据。3.如权利要求2所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，所述工作管道采集单元包括管道压力采集子单元、管道长度采集子单元、管道深度采集子单元、管道人员采集子单元和管道渗水采集子单元，所述管道压力采集子单元用于采集均匀设置在管壁外侧的压力传感器数据，其中为第i个压力传感器的管道压力值，为压力采集值的总数，所述管道长度采集子单元用于采集管道的长度数据H，所述管道深度采集子单元用于采集管道的埋藏深度数据S，所述管道人员采集子单元用于采集管道内部人员数量和人员性质数据，所述人员性质包括维护人员、管理人员和设备操作人员，维护人员数量设为，管理人员和设备操作人员数量总和设为，所述管道渗水采集子单元用于采集管道的渗水量，其中，为第i个压力传感器的位置的渗水量。4.如权利要求3所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，所述路基采集单元包括路基沉降采集子单元和路基裂缝采集子单元，所述路基沉降采集子单元用于采集管道截面上方路基沉降数据，所述路基裂缝采集子单元用于采集管道截面上方路基裂缝数据。5.如权利要求4所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，所述威胁提取模块包括威胁数据确定单元、数据提取单元和数据对比单元，所述数据对比单元用于将路基威胁值与路基威胁阈值对比，且将管道威胁值与管道威胁阈值进行对比，所述数据提取单元用于将大于路基威胁阈值的路基威胁值和大于管道威胁阈值的管道威胁值提取，所述威胁数据确定单元用于将数据提取单元提取的数据设为威胁数据。6.一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，其基于如权利要求1
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5任一项所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统实现，其特征在于：包括以下具体步骤：S1、采集地震后的管道和路基数据，并进行区域划分；S2、将采集的路基数据代入路基威胁值计算策略中进行路基威胁值计算；...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖斌，
申请(专利权)人：江苏狄诺尼信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：